硬碳(HC)负极在钠离子电池方面表现出了非凡的前景，但由于存在大量缺陷，因此初始库仑效率(ICE)较差且实际比容量较低。这些含氧基团的缺陷会导致Na⁺离子出现不可逆位点。高度石墨化的碳减少了缺陷，同时可能阻塞了Na⁺离子的扩散路径。因此，在分子水平上控制硬碳的石墨化并为Na⁺离子打开通道是实现高性能硬碳的关键。此外，设计一种传统方法来获得具有高ICE和容量的HCs具有挑战性。

近日，上海大学Li Li，温州大学侴术雷教授，Xingqiao Wu利用金属离子催化热解柔性纸巾来制备硬碳阳极。

文章要点

1）研究人员使用不同浓度的 Na⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺ 和 Cu²⁺ 金属氯化物等多种金属离子对所制备的硬碳材料进行了优化。

2）由于催化离子和含氧缺陷之间的配位作用，以及形成可及离子通道的催化活性，该方法成功地控制了硬碳的缺陷和离子通道。

3）优化后的硬碳表现出92.05%的超高ICE和336 mAh g⁻¹的高比容量，这对未来开发高能量密度和可持续的SIBs具有重要意义。

参考文献

Jiahua Zhao, et al, Catalytic Defect-Repairing Using Manganese Ions for Hard Carbon Anode with High-Capacity and High- Initial-Coulombic-Efficiency in Sodium-Ion Batteries, Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202300444

https://doi.org/10.1002/aenm.202300444